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(共24张PPT)
光合作用的原理
第2节
类囊体
色素
酶
在叶绿体内部类囊体的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，
在类囊体薄膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器。
绿色植物通过 ，利用 ，将 转
化成 ，并且释放出 的过程。
1.概念：
叶绿体
光能
二氧化碳和水
储存着能量的有机物
氧气
2.反应式：
注：（CH2O）表示糖类，
光合作用产物一部分是淀粉，一部分是蔗糖.(P104)
CO2 + H2O （CH2O)+O2
光能
叶绿体
叶绿体是如何将化学能储存在糖类等有机物中的？
光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？
资料1：19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。
CO2
O2
C + H2O
甲醛
(CH2O)
1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。
初步判断：
氧来自二氧化碳的可能性较小，较可能来源于水。
离体的叶绿体
悬浮液
资料2：希尔反应
1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。
像这样，离体叶绿体在适当条件下
发生水的光解，产生氧气的化学反
应称作希尔反应。
O2
H+
不能。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。
讨论1. 希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？
能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。
讨论2. 希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？
资料3：鲁宾和卡门实验
相互对照（即对比实验）；
该实验采用了什么实验方法？如何对照？可以得出什么结论？
同位素标记（示踪）法；
光合作用释放的氧全部来自水，而并不来源于CO2。
资料4：
讨论4.尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。
H2O O2 + H+ + 能量
光照
叶绿体
ADP+Pi ATP
1954年，美国科学家阿尔农(D. Arnon)发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。
1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。
光照
ATP
水
光解
O2
根据是否需要____________，这些化学反应可以概括地分为____________和_____________（现在也称为碳反应）两个阶段。
光能
光反应
暗反应
1.光反应
类囊体薄膜
的色素分子
可见光
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
NADP+
酶
吸收
光解
H+
NADPH
酶
（氧化型辅酶Ⅱ）
（还原型辅酶Ⅱ）
条件：
光、色素、多种酶
场所：
类囊体薄膜
物质转化
水的光解：
ATP的合成：
H2O O2 + H+ + e-
光
光能
能量转化:
ATP、NADPH中活跃的化学能
ADP + Pi + 能量 ATP
酶
NADPH的合成：
NADP+ + H+ + 2e- NADPH
酶
1946年开始，美国的卡尔文等用放射性同位素14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。
资料5：卡尔文实验
光合产物中有机物的碳来自CO2。
结论：
固定
2.暗反应
ADP+Pi
ATP
NADP+
能量
C5
2C3
多种酶
(CH2O)糖类
CO2
还原
酶
NADPH
酶
能量
条件：
场所：
叶绿体基质中
有光无光都可以，多种酶等
CO2的固定：
C3的还原：
2C3 (CH2O)+C5
酶
ATP、NADPH
有机物中稳定的化学能
CO2＋C5 2C3
酶
物质转化
ATP、NADPH中活跃的化学能
能量转化：
光合作用的全过程
叶绿体
中的色素
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
H+
多种酶
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
固定
还原
光反应
暗反应
NADP+
NADPH
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
酶
类囊体薄膜
叶绿体基质
可见光
1.NADPH和ATP的移动途径是什么？
2.NADP+和ADP的移动途径呢？
3.NADPH的作用？
从类囊体薄膜到叶绿体基质。
从叶绿体基质到类囊体薄膜。
①在C3的还原中作还原剂；②为C3的还原提供能量
光合作用中元素的转移
CO2 + H2O
光能
叶绿体
（CH2O）+ O2
3.光反应与暗反应的比较
反应阶段
反应部位
反应条件
物质变化
能量变化
产 物
联 系 光合作用实质 光反应
暗反应
类囊体薄膜上
叶绿体基质
必须有光、光合色素、酶
有光或无光均可，多种酶
光能→ATP和NADPH中活跃的化学能
ATP和NADPH中活跃的化学能→稳定的化学能
NADPH、ATP、O2
ADP、Pi 、（CH2O ） 、C5
光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+
把无机物转变成有机物，把光能转变成化学能贮存起来
条件骤变对光合作用中各物质的影响
叶绿体
中的色素
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
H+
多种酶
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
固定
还原
NADP+
NADPH
酶
可见光
CO2浓度不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O）
光照减弱 减少 增加 减少 减少
光照增强 增加 减少 增加 增加
1、请总结分析的方法？ 2、C3、C5含量变化有什么特点？
叶绿体
中的色素
C5
2C3
ADP+Pi
ATP
H2O
O2
H+
多种酶
酶
(CH2O)
CO2
吸收
光解
固定
还原
NADP+
NADPH
酶
可见光
光照不变 NADPH、ATP C3 C5 （CH2O）
CO2浓度减少 增加 减少 增加 减少
CO2浓度增加 减少 增加 减少 增加
条件骤变对光合作用中各物质的影响
1.据下面光合作用图示判断，下列叙述不正确的是(　　)
A．⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上，⑥过程发生于叶绿体基质中
B．如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子，则14C的转移途径为14CO2→14C3→糖类＋14C5
C．NADPH既可作还原剂，也可为暗反应提供能量
D．②不仅用于还原C3，还可用于矿质离子吸收等
D
2.下图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程)。下列判断错误的是(　　)
A．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能储存在c和e中
B．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解
C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到18O
D．在g物质供应充足时，突然停止光照，C3的含量将迅速下降
D
3.将单细胞绿藻置于适宜的温度、光照以及充足的CO2条件下培养，经一段时间后，突然停止光照，则下列叙述中不会发生的是(　 　)
A．光反应停止，不能形成NADPH和ATP
B．短时间内暗反应仍进行，CO2与C5继续结合形成C3
C．短时间内绿藻体内C3的含量会上升
D．由于没有NADPH和ATP供应，C3不能形成糖类等物质，积累了许多C5
D
4.离体的叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，若改变某一条件，则叶绿体中ATP和O2的相对含量变化如图所示，则改变的条件是(　　)
A．光照由强到弱，CO2供应不变
B．光照由弱到强，CO2供应不变
C．光照不变，CO2供应由充足到不足
D．光照不变，CO2供应由不足到充足
C
5.下图为绿色植物某细胞内发生的两个生理过程。下列分析正确的是（　　）
A.进行②过程的细胞也能进行①过程
B.①过程产生的能量，少部分用于合成ATP
C.①、②过程中的还原型辅酶是同种物质
D.①过程发生在线粒体内膜上，②过程发生在叶绿体内膜上
AB
6.下列关于光合作用和有氧呼吸过程的叙述，正确的是（　　）
A.光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料
B.有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料
C.二者产生气体的阶段都有水参与
D.二者产生气体的阶段不都与生物膜有关
ABCD
THANKS

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